อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายหรือไม่โดยการละลายออกมา?

ฉันสงสัยว่ามีบางกลไกที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งซึ่งหนึ่งสามารถทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เมื่อ undervolting มัน มันค่อนข้างชัดเจนว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจะทำงานไม่ถูกต้องหากไม่ได้รับการแก้ไข แต่สิ่งที่เกี่ยวกับความเสียหายถาวร? คำถามนี้ได้แรงบันดาลใจจากงานซ่อม ฉันสงสัยว่าเอฟเฟกต์รองชนิดใดที่ควรมองหาเมื่อแหล่งจ่ายไฟที่เสียหายมีส่วนเกี่ยวข้อง

ฉันคิดว่ามอเตอร์อาจได้รับความเสียหายหากพวกเขาหยุดทำงานเนื่องจากไม่สามารถแก้ไขได้

ดังนั้นกลไกที่เฉพาะเจาะจงสำหรับความเสียหายของเมอร์เม็นแทนอันเนื่องมาจากการละลาย (หรือทำให้เกิดการแซงหน้า) ดีกว่าคืออะไร? มีบ้างไหม?

หากต้องการเพิ่มคำถามส่วนประกอบหรือวงจรแบบธรรมดาที่ล้มเหลวเมื่อไม่ได้รับการจัดจำหน่ายคืออะไร

ความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าตกนั้นไม่ปกติเหมือนแรงดันไฟฟ้าเกิน แต่ก็ไม่เคยได้ยินมาก่อน

ตัวอย่าง: วงจรง่ายๆที่มีมอสเฟตกำลังขับมอเตอร์ ความตั้งใจคือ mosfet เปิดหรือปิดโดยสมบูรณ์ ในทั้งสองกรณีกำลังงานที่กระจายโดย mosfet นั้นต่ำมาก:

• เมื่ออยู่ในระดับพลังงานต่ำเนื่องจากความต้านทาน o-full-on ของ mosfet ต่ำมากดังนั้นแรงดันไฟฟ้าข้ามมันจึงต่ำมากดังนั้นพลังงาน (V * I) จึงต่ำ
• เมื่อปิดการทำงานของแรงดันไฟฟ้าเต็มของกระแสไฟฟ้าจะข้ามมอสเฟต แต่กระแสไฟฟ้าเกือบเป็นศูนย์ดังนั้นพลังงานจึงเกือบเป็นศูนย์เช่นกัน

mosfet ต้องการแรงดันไฟฟ้าที่ประตูเพื่อเปิดใช้งานอย่างเต็มที่ 8V เป็นค่าทั่วไป วงจรขับเรียบง่ายสามารถรับแรงดันไฟฟ้านี้โดยตรงจากพลังงานที่ป้อนมอเตอร์ เมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินกว่าที่จะหมุน mosfet ได้อย่างเต็มที่ในสถานการณ์อันตราย (จากมุมมองของ moseft) สามารถเกิดขึ้นได้: เมื่อมันครึ่งทางทั้งกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าข้ามสามารถเกิดขึ้นได้อย่างมาก ในการแยกตัวที่สามารถฆ่ามันได้ ความตายจากแรงตก

โปรดทราบว่าฉันเริ่มต้นด้วยการสมมติวงจรง่ายๆ ในทางปฏิบัติวงจรที่รุนแรงเช่นนี้จะมีการป้องกันแรงดันตก

Wouter มีข้อมูลที่ดี แต่มีสถานการณ์เพิ่มเติมที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าสูงพอที่จะทำให้อุปกรณ์เสียหาย

หน้าจอแสดงผลปลายทางที่สูงขึ้นบางหน้าต้องการแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าหลายแหล่งและการไม่จ่ายพลังงานหนึ่งแหล่งให้อยู่ในระดับสูงพอหรือเร็วพอก่อนแหล่งจ่ายที่สองอาจทำให้หน้าจอหรือคอนโทรลเลอร์เสียหายได้

อุปกรณ์บางอย่างที่มีมอสเฟตต์ภายในอาจได้รับความเสียหายจากการควบคุมแหล่งที่มา ตามที่อธิบายไว้โดยพนักงาน TI เกี่ยวกับไดร์เวอร์แบบ led ที่ควบคุมในปัจจุบันถ้าแหล่ง VLed ต่ำเกินไปที่จะให้กระแสที่เลือกผ่านช่องสัญญาณตรรกะในช่องนั้นจะพยายามขับ mosfet ของช่องให้ยากขึ้นเพื่อพยายามจมกระแสมากขึ้น ในที่สุด mosfet จะไหม้ถ้าไม่ใช่ส่วนอื่นของชิป ฉันหวังว่าฉันจะพบการสนทนานั้นและเชื่อมโยงมัน

ในขณะที่ไม่ทำให้เกิดความเสียหายโดยตรงกับอุปกรณ์ที่กำลัง underpowered ความล้มเหลวในการให้แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมกับองค์ประกอบความร้อนอาจทำให้สิ่งที่ถูกทำให้ร้อนไม่ร้อนขึ้นอย่างถูกต้อง / เร็วพอ เครื่องทำท่อน้ำฤดูหนาวเตาไฟฟ้าไมโครเวฟ (สำหรับความหมายหลวม ๆ ของ "เครื่องทำความร้อน") บางส่วนของรถยนต์ อุปกรณ์ทางการแพทย์หรือเครื่องทำความร้อนในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายยิ่ง เช่นเดียวกันสำหรับโซลูชันการระบายความร้อนเช่นพัดลมหรือ AC หรือตัวเร่งความเร็ว พัดลมที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าเนื่องจากปัญหาแรงดันไฟฟ้าอาจทำให้เป้าหมายมีความร้อนสูงเกินไป ปั๊มน้ำเช่นกัน และทั้งสามสามารถได้รับความเสียหายจากผลข้างเคียงของมัน ปั๊มน้ำมักใช้น้ำที่กำลังเคลื่อนที่เพื่อทำให้เย็นลง แรงดันไฟฟ้าต่ำจะทำให้น้ำไหล แต่อาจไม่เร็วพอที่จะทำให้เย็นลง อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพต่ำอาจทำให้พัดลมไม่สามารถทำให้เย็นลงได้

และสุดท้ายฉันก็นึกถึงเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ เครื่องชาร์จที่ชำรุดหรือมีการออกแบบที่ไม่ดีซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรขนาดใหญ่อาจทำให้แรงดันไฟฟ้าต่ำลงในสถานะการชาร์จ แบตเตอรี่สามารถป้อนกลับเข้าไปในวงจรเมื่อไม่ควร

ขึ้นอยู่กับโหลดของคุณ

ถ้าเป็นโหลดตัวต้านทานแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงหมายความว่ามันจะมีกระแสไฟฟ้าน้อยลงและกระจายความร้อนน้อยลง ไม่มีอะไรผิดปกติที่นี่

หากคุณปล่อยแรงดันไฟฟ้าที่เกต / ฐานของทรานซิสเตอร์และอาจไม่อิ่มตัวเต็มที่และมีแรงดันไฟฟ้าตกมากขึ้น เนื่องจากการกระจายพลังงานคือ P = U * I; แรงดันไฟฟ้าตกบนทรานซิสเตอร์สามารถเพิ่มเป็นสองเท่า (จาก 0.5V ถึง 1V) ในขณะที่กระแสไฟฟ้าอาจยังคงเหมือนเดิม (เช่น 1000mA ถึง 800mA) คุณเพิ่มการกระจายพลังงานเป็นสองเท่าและอาจนำไปสู่ความเสียหาย!

หากอุปกรณ์ใช้ตัวควบคุมเชิงเส้นตัวควบคุมจะต้องควบคุมแรงดันไฟฟ้าให้น้อยลง สิ่งนี้จะนำไปสู่การกระจายพลังงานที่ต่ำกว่า แน่นอนว่ามีข้อ จำกัด ที่ตัวควบคุมไม่สามารถรักษากฎระเบียบได้อีกต่อไปและแรงดันเอาต์พุตจะลดลงเช่นกัน ผลลัพธ์นี้อาจปิดหรือหยุดทำงานในบางจุด

แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิทช์เป็นภาระพลังงานคงที่ หากคุณสมมติว่าผลผลิตจะดึงพลังงานคงที่ เช่น 3.3V 1A ซึ่งเท่ากับ 3.3W ซึ่งหมายความว่าอะไรก็ตามที่แรงดันไฟฟ้าเข้าก็จะวาด 3.3W เสมอ ในทางปฏิบัติคุณมีประสิทธิภาพ (ซึ่งอาจแตกต่างกัน) และ จำกัด ขอบเขตของแรงดัน แต่จะพยายามวาด 3.3W

หากแรงดันไฟฟ้าขาเข้าลดลงกระแสไฟขาเข้าจะเพิ่มขึ้น หากชิ้นส่วนเช่นตัวเหนี่ยวนำไดโอดหรือมอสเฟตไม่สามารถจัดการกับกระแสที่สูงขึ้นได้ (การกระจายความร้อนหรือเกินความอิ่มตัว / กระแสสูงสุด) อาจทำให้เกิดความเสียหายได้

อย่างไรก็ตามในกรณีนี้คุณอาจจะเกินหน้าต่างการทำงานบางอย่าง ตัวอย่างเช่นผลิตภัณฑ์อาจมีความต้องการแรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็น 9-15V แม้ว่าตัวควบคุมการสลับจะทำงานได้ดีบน (ตัวอย่าง) 7V มันอาจเกินกระแสในบางส่วนและไม่น่าเชื่อถือ

บางครั้งคุณเห็น "Undervoltage lock-out" บนอุปกรณ์เหล่านี้ นี่คือแรงดันไฟฟ้าที่สวิตช์โหมดจ่ายจะปิดลงเนื่องจากไม่สามารถรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้

ตัวอย่างหนึ่งของโหมดความล้มเหลวเฉพาะของระบบอิเล็กทรอนิกส์บางระบบคือ Latch-Up

https://en.wikipedia.org/wiki/Latch-up

อ้างจากลิงค์ด้านบน ...

เรื่องนี้เกิดขึ้นบ่อยครั้งในวงจรที่ใช้แรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นตามลำดับที่ต้องการในการจ่ายกำลังไฟซึ่งนำไปสู่แรงดันไฟฟ้าในสายข้อมูลเกินระดับพิกัดอินพุตของชิ้นส่วนที่ยังไม่ถึงแรงดันไฟฟ้า

บ่อยครั้งที่สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการปั่นไฟระบบ แต่ถ้าระบบนั้นควบคุมกลไกอื่น ๆ มันอาจทำให้เกิดความล้มเหลวหรือความเสียหายทางกายภาพเป็นผลข้างเคียงทางอ้อม

คำทั่วไปสำหรับเหตุการณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำคือ "brownout"; มีหลายวิธีในการรวมการป้องกันสีน้ำตาลเข้ากับการออกแบบแหล่งจ่ายไฟของคุณ